電力電子技術(shù)與煤炭企業(yè)電力節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

文/錢成龍

我國煤炭資源較為豐富，煤炭資源對我國經(jīng)濟發(fā)展具有重要推動作用。但目前煤礦在開采過程中往往面臨施工風(fēng)險，產(chǎn)生內(nèi)耗相對較高。我國煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中，應(yīng)重視節(jié)能技術(shù)，改善經(jīng)濟效益，解決目前內(nèi)耗嚴重的現(xiàn)象。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，電力電子技術(shù)在煤炭企業(yè)電力系統(tǒng)中應(yīng)用，有效解決我國煤礦生產(chǎn)產(chǎn)能過大問題，對推動新時期煤炭企業(yè)發(fā)展具有重要作用。

1 電力電子技術(shù)中的節(jié)能技術(shù)

高頻技術(shù)通過改變頻率，實現(xiàn)電源利用率的提升，改變頻率基礎(chǔ)上進一步增加頻率，可充分利用能源，從而實現(xiàn)節(jié)能目標。開關(guān)變頻技術(shù)為有效的節(jié)能技術(shù)，針對的設(shè)備為固定頻率。開關(guān)變頻技術(shù)將我國低功率設(shè)備運行相關(guān)問題解決。工頻是發(fā)電的最理想頻率，且該技術(shù)電源開關(guān)性能良好，所開發(fā)設(shè)備體積小，是電力電子技術(shù)中的重要組成。功率較大情況下，輸出功率提升，無功功率縮減，電能利用率提升，有源功率因數(shù)校正技術(shù)也可在節(jié)能工作中應(yīng)用。軟開關(guān)技術(shù)為相對硬開關(guān)的技術(shù)，在開關(guān)過程中不會出現(xiàn)電壓重疊問題，且降低噪音及開關(guān)損耗，從而保障開關(guān)頻率。

2 煤礦設(shè)備中電力電力節(jié)能技術(shù)

變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦設(shè)備中應(yīng)用具有良好的節(jié)能效果，該技術(shù)利用相關(guān)設(shè)備實現(xiàn)電流頻率改變，一般情況下改變電流頻率設(shè)備命名為變頻器。元件中包含電源板、電機電容量等，這些元件在組合后，實現(xiàn)變頻及節(jié)能功能。傳統(tǒng)機電設(shè)備建設(shè)中，電流頻率具有重要作用，設(shè)備長期運行中，轉(zhuǎn)數(shù)無法改變，導(dǎo)致機電設(shè)備長期處于固定運轉(zhuǎn)中，導(dǎo)致設(shè)備損耗大量的電能，縮短設(shè)備壽命。在設(shè)備中融合變頻技術(shù)，便可改變機電設(shè)備運行效率，降低設(shè)備能耗。

現(xiàn)階段GTR及IGBT模塊在煤礦節(jié)能設(shè)備中廣泛應(yīng)用，并改善煤礦節(jié)點設(shè)備功率。壓頻比控制方式得以改善，實現(xiàn)矢量控制，延長設(shè)備運行時間。模糊優(yōu)化控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制使得變頻技術(shù)更加集中，并發(fā)展至集成電路，利用數(shù)字技術(shù)處理信號。變頻技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中應(yīng)用，不僅使設(shè)備有效調(diào)節(jié)速度，并融合編碼及參數(shù)，改變調(diào)速頻率。

3 變頻節(jié)能技術(shù)在煤炭企業(yè)電力設(shè)備的應(yīng)用

3.1 在提升機中的應(yīng)用

煤礦企業(yè)在煤礦生產(chǎn)過程中，提升機是其中的重要設(shè)備，對煤礦生產(chǎn)安全局直接影響。在提升機應(yīng)用過程中，提升機調(diào)速是其中重點，可利用金屬電阻與電動機連接實現(xiàn)調(diào)速。實際應(yīng)用過程中，降低安全性且提升電能消耗。科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，變頻防爆提升機與四象變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)合，利用數(shù)字化技術(shù)控制參數(shù)，利于實現(xiàn)提升機運輸作用，完成遠程操作目標。

3.2 在皮帶傳輸機的應(yīng)用

皮帶傳輸機同樣是煤炭企業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，利用皮帶將煤炭運輸于井下，作用原理為摩擦牽引作用。摩擦力及張力可改善物體支撐方式，實現(xiàn)輥輪運動。傳統(tǒng)皮帶運輸機在應(yīng)用過程中，利用液力耦合器啟動皮帶運輸機，在長期使用過程中會發(fā)生老化現(xiàn)象，導(dǎo)致皮帶斷裂。若變頻技術(shù)與皮帶傳輸機融合，電機在啟動過程中會減少電流波動，使機械內(nèi)部產(chǎn)生的機械熱及沖擊現(xiàn)象縮減，保障機械功率的最大化發(fā)揮。

3.3 在流體負荷設(shè)備的應(yīng)用

變頻節(jié)能技術(shù)在流體負荷設(shè)備中的應(yīng)用利于降低能耗及保障煤礦生產(chǎn)安全。煤礦機械在應(yīng)用過程中，風(fēng)機及泵機利用變頻技術(shù)調(diào)速，新型風(fēng)機在煤礦開采中應(yīng)用，不只降低轉(zhuǎn)速，且提升輸出功率，更加理想的適應(yīng)礦井環(huán)境。變頻調(diào)速設(shè)備在礦區(qū)設(shè)備中應(yīng)用不只改善設(shè)備靈活性且利用降低機械沖擊力，從而提升產(chǎn)品品質(zhì)，變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于抽水泵控制系統(tǒng)中，煤礦井下液位穩(wěn)定性提升，且降低能耗，具有良好的節(jié)能作用。

3.4 在其他方面的應(yīng)用

煤炭企業(yè)一般距離市區(qū)遠，煤礦企業(yè)附近具有獨立的物業(yè)管理系統(tǒng)，多數(shù)礦山工人利用定期供水方法，該方式供水時會面臨供水高峰，用戶需要利用容器儲存一定的水量，但儲存的水量不一定完全用盡，造成水電資源的浪費。工人用水集中，為保障水壓充足，供水泵及電機功率較大，從而發(fā)生設(shè)備資源浪費現(xiàn)象。自動無塔變頻供水裝置已經(jīng)在國內(nèi)廣泛應(yīng)用，該技術(shù)投資少，且自動化程度較高，實現(xiàn)節(jié)能節(jié)水目標。在煤炭企業(yè)應(yīng)用中，節(jié)水資源率在10%以上，節(jié)電率在15%以上，且實現(xiàn)全天候供水，改變企業(yè)工人用水現(xiàn)狀，經(jīng)濟效果較為顯著。

4 電力電子技術(shù)在煤炭企業(yè)節(jié)能中的應(yīng)用前景

電力電力技術(shù)的高速發(fā)展，各種高壓大功率調(diào)速器不斷涌現(xiàn)，變頻技術(shù)的應(yīng)用可實現(xiàn)節(jié)能，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，并提升生產(chǎn)效率。變頻技術(shù)的應(yīng)用也是改良企業(yè)生產(chǎn)工藝的重要方式，我國新型節(jié)能資源已經(jīng)得到長足發(fā)展，煤炭使用率呈現(xiàn)下降趨勢，煤炭行業(yè)在未來的一定時間內(nèi)將處于穩(wěn)定發(fā)展時期，該產(chǎn)業(yè)一直為高能耗產(chǎn)業(yè)。企業(yè)管理人員需將變頻技術(shù)不斷與煤礦機電設(shè)備融合，從而使企業(yè)發(fā)展具有全新的動力。

5 結(jié)束語

我國煤炭行業(yè)發(fā)展中，采煤機及提升機等設(shè)備在融合變頻技術(shù)后，節(jié)能效果明顯改善，應(yīng)用過程中，能源消耗量下降30%左右。現(xiàn)階段變頻節(jié)能技術(shù)在煤炭行業(yè)發(fā)展中具有良好前景，利于促進企業(yè)經(jīng)濟效益提升。機電設(shè)備中使用變頻節(jié)能技術(shù)將成為未來發(fā)展的必然趨勢。在后續(xù)的研究中，還需不斷開發(fā)與之匹配的變頻節(jié)能技術(shù)，滿足企業(yè)節(jié)能目標。